Développement d’applicateur-détecteur pour l’exposition des milieux biologiques aux champs électromagnétiques intenses sub-nanosecondes pour des applications biomédicales et de microdosimétrie.

Sujets de thèse 2013

Intitulé de la thèse
Développement d’applicateur-détecteur pour l’exposition des milieux biologiques aux champs électromagnétiques intenses sub-nanosecondes pour des applications biomédicales et de microdosimétrie.
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Financement institutionnel, Contrat Doctoral, Financement régional, Contrats université sur projets,)
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Biologie, médecine, sant
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
XLIM, faculté de Sciences et Techniques
LIMOGES
Date Limite de candidature : 30/05/2013
Laboratoire d’accueil : XLIM/OSA

Présentation de l’équipe de recherche
Ce sujet de thèse s’inscrit dans le projet bioélectrophotonique de l’institut de recherche XLIM.Ce projet, à l’interaction de l’électromagnétisme, de la photonique et de la biologie, a pour objectif l’étude des interactions des ondes électromagnétiques avec le vivant et plus particulièrement les impulsions de champ EM ultracourtes, nanosecondes et subnanosecondes. Il porte sur le développement de l’ensemble des systèmes nécessaires pour l’excitation, l’exposition, le diagnostic et l’imagerie de cellulaires biologiques.
Le groupe est constitué de deux à trois permanents dans chaque domaine

Résumé de la thèse en français
cette thèse porte sur le développement de systèmes originaux permettant de générer et délivrer les impulsions nanosecondes et subnanosecondes, et de détecteur et caractériser les effets sur des milieux biologiques d’une exposition aux champs électromagnétiques.

Résumé de la thèse en anglais
This thesis focuses on the development of original systems to generate and deliver nanosecond and subnanosecondes pulses, and to detect and characterize the effects of biological media exposure to electromagnetic fields.

Description complète du sujet de thèse
Cette thèse s’inscrit dans l’étude des interactions des ondes électromagnétiques (EM) avec le vivant et plus particulièrement les impulsions de champ EM ultracourtes, nanosecondes et subnanosecondes. Les travaux seront menés au sein du projet bioélectrophotonique de l’institut de recherche XLIM qui s’attache au développement de l’ensemble des systèmes nécessaires pour l’excitation, l’exposition, le diagnostic et l’imagerie de cellules et tissus biologiques. Le but ultime étant la mise en évidence de mécanisme et le développement des applications thérapeutiques des champs électromagnétiques.

Ils porteront sur le développement de systèmes originaux permettant de générer et délivrer les impulsions nanosecondes et subnanosecondes, et de détecteur et caractériser les effets sur des milieux biologiques d’une exposition aux champs électromagnétiques.

Les signaux qui sont aujourd’hui au cœur de nos travaux sont des champs électromagnétiques de très courte durée, typiquement nanoseconde ou sub-nanoseconde, et de très forte amplitude. En effet, le domaine exploré en termes d’amplitude de champ électrique est de l’ordre de celui qui existe au niveau de la membrane plasmique d’une cellule biologique, à savoir le volt sur une distance de quelques nanomètres. De plus, la force et le caractère pertinent de ce type d’impulsion est leur capacité à franchir la membrane plasmique qui isole l’intérieur de la cellule pour des impulsions supérieures à la centaine de nanoseconde.

La thèse s’intéressera au système d’exposition et à son optimisation vis à vis des générateurs et des milieux à exposer. En effet, l’application de ce type d’impulsion au niveau du milieu biologique vivant peut s’avérer difficile lorsque l’on recherche un transfert d’énergie optimal. Ces études concerneront des entités biologiques comme les cellules, organismes complexes de petite taille, les tissus ou bien encore les organes. La mise en évidence de mécanisme implique des moyens de mesures très particuliers des grandeurs physiques qui sont appliquées et constitue un défi à relever. La conception de détecteur à l’échelle de la cellule (quelques nanomètres pour les membranes à quelques micromètres pour les cellules) est donc une étape essentielle qui viendra s’appuyer sur la modélisation numérique. Cette dernière partie constitue la microdosimétrie expérimentale et numérique.

Ce type de systèmes est encore très peu présent dans la littérature et il permettra d’étudier des domaines encore très peu explorés au niveau des interactions et des possibles traitements biomedicaux (comme par exemple le traitement du cancer).

Objectifs scientifiques de la thèse
Mettre en place les moyens expérimentaux et numériques (systèmes d’exposition et dosimétrie) permettant de répondre avec les biologistes à la question suivante: quels sont les effets de impulsions de champs électromagnétiques nanosecondes et subnanosecondes sur le vivant.

Compétences à l’issue de la thèse
mesure hyperfréquence
mesure impulsionnelle haute tension
conception de dispositif hyperfréquence
simulation numérique
bioélectromagnétisme

Mots clés (séparés par des virgules)
bioélectromagnétisme, champ électrique pulsé, dosimétrie expérimentale et numérique, nanoseconde, système d’exposition
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
master recherche ou équivalent

Modalité de dépôt des candidatures
CV, lettre de motivation et éventuellement lettres de recommandation

Directeur de thèse
LEVEQUE Philippe
Adresse mail du directeur de thèse : philippe.leveque@unilim.fr
Téléphone Directeur de thèse : +33 587506753

Co-directeur de thèse
ARNAUD-CORMOS Delia
Adresse mail du co-directeur de thèse : delia.arnaud-cormos@ensil.unilim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : +33 587506755
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON
Thématique LABEX concernée : Thème 6: Santé
Thèse pour Action transverse : OUI

Action transverse concernée et justification
Ce travail s’inscrit dans l’action transverse bioélectrophotonique.

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